PCB Tasarım Riskini Azaltmak İçin Üç İpucu

PCB tasarımı ile ilişkili riski azaltmanın birçok yolu vardır. Bunlardan bazıları, tüm bileşenlerin aynı yönde yönlendirilmesi ve katman geçişlerinde birden fazla vias kullanılmasıdır. Diğerleri arasında analog ve dijital devreleri ayrı tutmak ve osilasyon devrelerini ısıdan uzak tutmak yer alır.

Bileşenlerin aynı yönde yönlendirilmesi

PCB tasarım riski, bileşenlerin aynı yönde yönlendirilmesiyle en aza indirilir. Bu uygulama, montaj ve kullanım süresini en aza indirmeye yardımcı olur ve yeniden işleme ve maliyetleri azaltır. Bileşenlerin aynı yönde yönlendirilmesi, bir bileşenin test veya montaj sırasında 180 derece döndürülme olasılığını azaltmaya da yardımcı olur.

Bileşenlerin yönlendirilmesi ayak izi oluşturma ile başlar. Yanlış bir ayak izi, yanlış bağlanmış parçalara yol açabilir. Örneğin, bir diyot katodu bir yönü gösterecek şekilde yönlendirilirse, katot yanlış pime bağlanabilir. Ayrıca, çok pinli parçalar yanlış yönde monte edilebilir. Bu, parçaların pedler üzerinde yüzmesine veya ayağa kalkmasına neden olabilir, bu da tombstoning etkisine neden olur.

Eski devre kartlarında, bileşenlerin çoğu tek bir yöne yönlendirilmiştir. Ancak modern devre kartları, yüksek hızlarda hareket eden ve güç bütünlüğü endişelerine maruz kalan sinyalleri dikkate almalıdır. Buna ek olarak, termal hususlar da ele alınmalıdır. Sonuç olarak, yerleşim ekipleri elektrik performansı ve üretilebilirlik arasında denge kurmalıdır.

Katman geçişlerinde çoklu viaların kullanılması

Katman geçişlerindeki viyolleri tamamen ortadan kaldırmak mümkün olmasa da, dikiş viyolleri kullanarak bunlardan kaynaklanan radyasyonu en aza indirmek mümkündür. Bu yollar, sinyalin kat ettiği mesafeyi en aza indirmek için sinyal yollarına yakın olmalıdır. Bu yollarda kuplajdan kaçınmak önemlidir, çünkü bu durum geçiş sırasında sinyalin bütünlüğünü tehlikeye atar.

PCB tasarım riskini azaltmanın bir başka yolu da katman geçişlerinde birden fazla vias kullanmaktır. Bu, bir PCB üzerindeki pin sayısını azaltır ve mekanik mukavemeti artırır. Ayrıca, yüksek frekanslarla uğraşırken özellikle önemli olan parazitik kapasitansı azaltmaya yardımcı olur. Ek olarak, katman geçişlerinde birden fazla vias kullanmak, diferansiyel çiftleri ve yüksek pin sayılı parçaları kullanmanıza da olanak tanır. Bununla birlikte, sinyal kuplajını, karışma ve gürültüyü en aza indirmek için paralel sinyallerin sayısını düşük tutmak önemlidir. Sinyal kuplajını azaltmak için gürültü sinyallerinin ayrı katmanlarda ayrı ayrı yönlendirilmesi de önerilir.

Isıyı osilasyon devrelerinden uzak tutma

Bir PCB tasarlarken akılda tutulması gereken en önemli şeylerden biri, sıcaklığı mümkün olduğunca düşük tutmaktır. Bunu başarmak, bileşenlerin dikkatli bir şekilde geometrik olarak düzenlenmesini gerektirir. Yüksek akım izlerini termal olarak hassas bileşenlerden uzağa yönlendirmek de önemlidir. Bakır izlerin kalınlığı da PCB termal tasarımında bir rol oynar. Bakır iz kalınlığı, akım için düşük empedanslı bir yol sağlamalıdır, çünkü yüksek direnç önemli güç kaybına ve ısı oluşumuna neden olabilir.

Isıyı osilatör devresinden uzak tutmak PCB tasarım sürecinin kritik bir parçasıdır. Optimum performans için, osilatör bileşenleri kenarlara değil, kartın merkezine yakın yerleştirilmelidir. Kartın kenarlarına yakın bileşenler çok fazla ısı biriktirme eğilimindedir ve bu da yerel sıcaklığı yükseltebilir. Bu riski azaltmak için, yüksek güçlü bileşenler PCB'nin merkezine yerleştirilmelidir. Ayrıca, yüksek akım izleri ısının birikmesine neden olabileceğinden hassas bileşenlerden uzağa yönlendirilmelidir.

Elektrostatik boşalmayı önleme

PCB tasarlarken elektrostatik deşarjdan kaçınmak elektronik mühendisliğinin önemli bir yönüdür. Elektrostatik deşarj, devrenizin içindeki hassas yarı iletken çiplere zarar verebilir. Ayrıca bağlama tellerini eritebilir ve PN bağlantılarını kısa devre yapabilir. Neyse ki, bu sorunu önlemek için uygun yerleşim ve katmanlama dahil olmak üzere birçok teknik yöntem vardır. Bu yöntemlerin çoğu tasarımınızda çok az değişiklik yaparak gerçekleştirilebilir.

Öncelikle ESD'nin nasıl çalıştığını anlamalısınız. Özetle, ESD büyük miktarda akımın akmasına neden olur. Bu akım cihazın metal şasisi üzerinden toprağa gider. Bazı durumlarda, akım toprağa giden birden fazla yolu takip edebilir.